Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu cơ sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu nước và quy mô công trình tiêu trên địa bàn thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Elysale Elysale | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:179

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xây dựng được cơ sở khoa học về đề xuất giải pháp tiêu nước, xác định quy mô công trình tiêu nước chủ yếu phù hợp với điều kiện tự nhiên và quá trình phát triển kinh tế - xã hội của TP Hà Nội trong tình hình đang mở rộng đất đô thị.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu cơ sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu nước và quy mô công trình tiêu trên địa bàn thành phố Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ VĂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2017 i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ VĂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành : Quy hoạch quản lý tài nguyên nước Mã số : 62-62-30-01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. GS. TS. Dương Thanh Lượng 2. GS. TS. Nguyễn Quang Kim HÀ NỘI, 2017 ii
LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian miệt mài nghiên cứu dưới sự giúp đỡ của các nhà khoa học, các nhà chuyên môn và các cơ quan, đơn vị với những ý kiến góp ý sâu sắc và cung cấp nhiều tài liệu quý báu, đến nay công việc nghiên cứu đã đạt được những kết quả nhất định để có thể viết lên luận án này. Từ đáy lòng mình, tác giả luận án xin chân thành cảm ơn GS. TS. Dương Thanh Lượng và GS. TS. Nguyễn Quang Kim, những người hướng dẫn khoa học đã tận tình dìu dắt, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Chân thành cảm ơn Bộ môn Cấp thoát nước, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Phòng Đào tạo đại học và sau đại học, Trường Đại học Thuỷ lợi với vai trò là cơ quan đào tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả học tập và nghiên cứu khoa học trong những năm tháng là nghiên cứu sinh của Nhà trường. Chân thành cảm ơn Phòng Quản lý xây dựng công trình, lãnh đạo Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Hà Nội đã tạo điều kiện và thời gian cho tác giả đi học tập và làm luận án. Xin cảm tạ tấm lòng những người thân yêu và gia đình đã động viên, giúp đỡ và gửi gắm nơi tôi. Hà Nội, tháng 6 năm 2017 Tác giả luận án Lê Văn Trường i
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả tính toán trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Lê Văn Trường ii
MỤC LỤC Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt ........................................................................... v Danh mục các bảng ...................................................................................................... vi Danh mục các hình vẽ ................................................................................................ viii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 I. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu ...................................................................... 1 II. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 1 III. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu .................................................... 2 IV. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ................................................................ 2 V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu .................................................... 3 VI. Những đóng góp mới của luận án ....................................................................... 3 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ....................................................... 5 1.1. Giới thiệu vùng nghiên cứu ...............................................................................5 1.1.1. Vị trí địa lý.....................................................................................................5 1.1.2. Điều kiện tự nhiên .........................................................................................5 1.1.3. Tình hình và nguyên nhân úng ngập ở vùng nghiên cứu ............................10 1.1.4. Hiện trạng các công trình tiêu chủ yếu ........................................................13 1.1.5. Hướng phát triển chung không gian của đô thị ...........................................18 1.1.6. Hướng phát triển mạng lưới giao thông ......................................................18 1.1.7. Định hướng khống chế cao độ san nền .......................................................20 1.2. Sơ lược về quá trình hình thành và phát triển hệ thống tiêu thoát nước đô thị Hà Nội .................................................................................................................21 1.3. Tổng quan các nghiên cứu về thoát nước cho khu vực .................................22 1.3.1. Nghiên cứu thoát nước của JICA ................................................................22 1.3.2. Nghiên cứu trong QH937 ............................................................................22 1.3.3. Nghiên cứu trong QH1259 ..........................................................................25 1.3.4. Nghiên cứu trong QH4673 ..........................................................................27 1.3.5. Nghiên cứu trong QH725 ............................................................................27 1.3.6. Các nghiên cứu khác ...................................................................................28 1.3.7. Nhận xét về thông số các công trình tiêu nước theo các nghiên cứu quy hoạch......................................................................................................................30 1.4. Kết luận chương 1 ............................................................................................38 XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP TIÊU THOÁT NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI ..................................... 41 2.1. Xây dựng bài toán tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước ...............................41 2.1.1. Khái quát về bài toán tối ưu hóa ..................................................................41 2.1.2. Bài toán tối ưu hóa thông số cơ bản của hệ thống tiêu thoát nước .............46 2.2. Lựa chọn phương pháp tính toán tiêu nước ..................................................50 2.2.1. Khái quát về chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu nước mặt ........50 2.2.2. Phương pháp thuỷ nông và mô hình hồ chứa mặt ruộng ............................51 iii
2.2.3. Phương pháp cường độ giới hạn..................................................................55 2.2.4. Phương pháp mô hình Transfert ..................................................................60 2.2.5. Phương pháp mô hình Mike ........................................................................62 2.2.6. Phương pháp mô hình SWMM ...................................................................65 2.2.7. Chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu thoát nước ...........................75 2.3. Mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước nghiên cứu .......................................76 2.3.1. Các loại đối tượng cần mô phỏng................................................................76 2.3.2. Các số liệu đầu vào cơ bản của mô hình .....................................................82 2.3.3. Sơ đồ hoá hệ thống tiêu thoát nước .............................................................88 2.3.4. Thiết lập mô hình hệ thống tiêu thoát nước trên SWMM ...........................89 2.3.5. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ...............................................................93 2.4. Kết luận chương 2 ............................................................................................97 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI ...................................................... 99 3.1. Dự kiến giải pháp tiêu thoát nước ở lưu vực nghiên cứu .............................99 3.1.1. Dự kiến giải pháp chung..............................................................................99 3.1.2. Bố trí các trạm bơm tiêu đầu mối ..............................................................101 3.1.3. Bố trí hệ thống hồ điều hòa .......................................................................104 3.1.4. Phân tích thủy lực ......................................................................................112 3.1.5. Xác định quan hệ ràng buộc giữa quy mô trạm bơm và hồ điều hòa ........121 3.1.6. Xác định các giá trị lưu lượng và diện tích hồ tối ưu ................................126 3.2. Một số đề xuất về giải pháp tiêu thoát nước và bố trí công trình chủ yếu 134 3.2.1. Các trạm bơm ............................................................................................134 3.2.2. Các hồ điều hoà .........................................................................................138 3.2.3. Hệ thống kênh trục ....................................................................................140 3.2.4. Các cống điều tiết chính ............................................................................142 3.2.5. Hình thức tiêu nước của hệ thống kênh trục và trạm bơm đầu mối ..........142 3.2.6. Phối hợp vận hành các trạm bơm đầu mối nhằm tăng hiệu quả tiêu nước143 3.3. Kết luận chương 3 ..........................................................................................145 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 146 I. Kết luận ...............................................................................................................146 1. Về kết quả nghiên cứu .....................................................................................146 2. Về những đóng góp mới của luận án...............................................................147 II. Kiến nghị ...........................................................................................................147 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ................................................................... 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 150 PHỤ LỤC ................................................................................................................... 154 iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Ý nghĩa CP Chi phí CS Công suất DA Dự án DT Diện tích ĐTXD Đầu tư xây dựng HL Hạ lưu HT Hệ thống LL Lưu lượng LV Lưu vực MN Mực nước QH Quy hoạch QH108 Quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 (kèm theo Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg ngày 20/6/2008 của Thủ tướng Chính phủ) QH1259 Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 (kèm theo Quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 26/7/2011 của Thủ tướng Chính phủ) QH4673 Quy hoạch phát triển thủy lợi Hà Nội đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 (kèm theo Quyết định số 4673/2012/QĐ-UBND ngày 03/7/2012 của UBND TP Hà Nội) QH725 Quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (kèm theo Quyết định số 725/QĐ-TTg ngày 10/5/2013 của Thủ tướng Chính phủ) QH937 Quy hoạch tiêu nước hệ thống sông Nhuệ (kèm theo Quyết định 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 của Thủ tướng Chính phủ) SWMM Storm Water Management Model - Mô hình quản lý ngập úng do mưa TB Trạm bơm TL Thượng lưu TLV Tiểu lưu vực TP Thành phố UBND Ủy ban nhân dân VĐ2 Vành Đai 2 VĐ3 Vành Đai 3 VĐ4 Vành Đai 4 v
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (0C) ..................................................... 5 Bảng 1.2. Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (%) ........................................ 6 Bảng 1.3. Lượng bốc hơi trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (mm) ...........,............................ 7 Bảng 1.4. Lượng mưa 1, 3, 5, 7 ngày lớn nhất (đơn vị: mm) 7 Bảng 1.5. Các mực nước lớn nhất sông Hồng tại trạm Hà Nội (m) ................................................... 8 Bảng 1.6. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Liên Mạc (m) ....................................................... 8 Bảng 1.7. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Nam Thăng Long (m) ......................................... 8 Bảng 1.8. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Yên Sở (m) ........................................................... 8 Bảng 1.9. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Đông Mỹ (m) ....................................................... 8 Bảng 1.10. Mực nước lớn nhất thiết kế sông Đáy (m) ........................................................................ 9 Bảng 1.11. Mực nước lớn nhất (m) trên sông Nhuệ qua một số năm điển hình ................................ 10 Bảng 1.12. Mực nước báo động (m) tại một số vị trí trên sông Nhuệ và sông Hồng ....................... 10 Bảng 1.13. Một số thông số về đê sông Nhuệ qua các thời kỳ ........................................................... 14 Bảng 1.14. Bảng sánh nghiên cứu về công trình trạm bơm ................................................................ 30 Bảng 1.15. Bảng sánh nghiên cứu về công trình hồ điều hoà ............................................................. 32 Bảng 1.16. Bảng so sánh nghiên cứu về các kênh trục lớn ................................................................. 33 Bảng 2.1. Lượng mưa 72 giờ tại trạm Hà Đông, phân phối theo mưa điển hình (mm) .................... 84 Bảng 2.2. Lượng mưa 72 giờ tại trạm Hà Nội, phân phối theo mưa điển hình (mm) ....................... 84 Bảng 2.3. Lượng mưa 72 giờ TS 10% phân phối theo mưa tam giác (mm) ...................................... 86 Bảng 2.4. Mực nước tính toán (m) tại cửa xả các trạm bơm ............................................................... 87 Bảng 2.5. Mức độ mô phỏng của mô hình tương ứng với chỉ số Nash-Sutcliffe .............................. 94 Bảng 3.1. Giá trị “nền” thông số lưu lượng thiết kế Q của các trạm bơm tiêu đầu mối .................... 104 Bảng 3.2. Bố trí hệ thống hồ điều hòa ứng với giá trị diện tích F ban đầu - trường hợp “nền” ........ 107 Bảng 3.3. Các trường hợp diện tích hồ điều hòa (ha) theo các tỷ lệ diện tích .................................... 111 Bảng 3.4. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(+1)=Qmax=637,8m3/s ................................ 114 Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(+1)=637,8m3/s .................. 114 Bảng 3.6. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(−0)=611,0m3/s ........................................... 115 Bảng 3.7. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(−0)=611,0m3/s .................. 115 Bảng 3.8. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(−1)=558,0m3/s ........................................... 116 Bảng 3.9. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(−1)=558,0m3/s .................. 116 Bảng 3.10. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(−2)=503,0m3/s ........................................ 117 Bảng 3.11. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(−2)=503,0m3/s ............... 117 Bảng 3.12. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(−3)=448,1m3/s ........................................ 118 Bảng 3.13. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(−3)=448,1m3/s ............... 118 Bảng 3.14. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(−4)=393,1m3/s ........................................ 119 Bảng 3.15. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(−4)=393,1m3/s ............... 119 Bảng 3.16. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(−5)=338,1m3/s ........................................ 120 Bảng 3.17. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(−5)=Qmin=338,1m3/s ..... 120 Bảng 3.18. Quan hệ Zmax~Q theo các mức diện tích hồ khác nhau - Lưu vực Tây Hà Nội ............. 123 vi
Bảng 3.19. Quan hệ Zmax~Q theo các mức diện tích hồ khác nhau - LV Hiền Giang ...................... 124 Bảng 3.20. Quan hệ Zmax~Q theo các mức diện tích hồ khác nhau - LV Đông Mỹ ......................... 125 Bảng 3.21. Chi phi xây dựng các trạm bơm ........................................................................................ 127 Bảng 3.22. Xác định mức chi phí xây dựng hồ điều hòa .................................................................... 128 Bảng 3.23. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - LV Tây Hà Nội ................... 130 Bảng 3.24. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - LV Hiền Giang .................... 131 Bảng 3.25. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - LV Đông Mỹ ....................... 132 Bảng 3.26. Giá trị tối ưu của tổng lưu lượng thiết kế trạm bơm và diện tích hồ điều hòa F đối với từng lưu vực thành phần ..................................................................................................... 133 Bảng 3.27. Các giá trị tối ưu và các giá trị lân cận của tổng lưu lượng thiết kế trạm bơm và diện tích hồ điều hòa đối với từng lưu vực thành phần ............................................................ 133 Bảng 3.28. Đề xuất điều chỉnh việc bố trí và quy mô các trạm bơm ................................................. 135 Bảng 3.29. Các thông số thiết kế chính của trạm bơm đầu mối ......................................................... 138 Bảng 3.30. Đề xuất điều chỉnh bố trí các hồ điều hòa cần xây dựng mới .......................................... 139 Bảng 3.31. Đề xuất thông số hệ thống kênh trục ................................................................................. 140 Bảng PL1.1. Nội dung đề xuất của quy hoạch thoát nước mưa đô thị Hà Nội theo Quy hoạch JICA - Lưu vực Tô Lịch ..................................................................................................... 155 Bảng PL1.2. Nội dung đề xuất của quy hoạch thoát nước mưa đô thị Hà Nội theo Quy hoạch JICA - Lưu vực sông Nhuệ ................................................................................................ 156 Bảng PL1.3. Thông số các hồ điều hòa phía tây đô thị trung tâm (theo QH1259) ........................... 157 Bảng PL1.4. Dự kiến tổng quy mô công trình đầu mối tiêu thoát nước mưa cho Thủ đô Hà Nội theo QH725 (riêng vùng tả Đáy) ...................................................................................... 157 Bảng PL1.5. Công trình đầu mối chính tiêu thoát nước mưa cho Thủ đô Hà Nội dự kiến theo QH725 ................................................................................................................................. 158 Bảng PL2.1. Thống kê tóm tắt các mô hình tính toán tiêu thoát nước đô thị .................................... 159 Bảng PL3.1. Chi phí xây dựng một số trạm bơm ................................................................................ 161 vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Vị trí lưu vực nghiên cứu trên bản đồ TP Hà Nội .................................................................. 6 Hình 1.2. Các phân khu đô thị thuộc đô thị trung tâm Hà Nội theo QH1259 ...................................... 18 Hình 1.3. Phân vùng tiêu lưu vực Sông Nhuệc ...................................................................................... 23 Hình 1.4. Quan hệ giữa hệ số tiêu thiết kế q của trạm bơm đầu mối và tỷ lệ diện tích được đô thị hóa f (khi không có hồ điều hòa) .......................................................................................... 29 Hình 2.1. Bài toán tối ưu với ràng buộc dạng phương trình .................................................................. 43 Hình 2.2. Bài toán tối ưu với ràng buộc dạng bất phương trình ............................................................ 43 Hình 2.3. Bài toán tối ưu với hỗn hợp các ràng buộc dạng phương trình và bất phương trình 43 Hình 2.4. Quét hàm mục tiêu 2 thông điều khiển với bước không đổi ................................................. 45 Hình 2.5. Quét tìm giá trị tối ưu trong không gian hai chiều với bước thay đổi .................................. 46 Hình 2.6. Sơ đồ thuật toán tối ưu hóa với hai thông số điều khiển lưu lượng Q và diện tích hồ điều hòa F của hệ thống tiêu thoát nước ...................................................................................... 49 Hình 2.7. Sơ đồ công trình tiêu nước mặt ruộng lúa .............................................................................. 52 Hình 2.8. Biểu đồ hệ số tiêu của mặt ruộng ............................................................................................ 52 Hình 2.9.Sơ đồ tính toán thời gian dòng chảy ........................................................................................ 58 Hình 2.10. Xác định cường độ tiêu theo phương pháp Transfert .......................................................... 62 Hình 2.11. Quan niệm về dòng chảy mặt ................................................................................................ 68 Hình 2.12. Đồ thị thấm Horton ................................................................................................................ 69 Hình 2.13. Sơ đồ thấm Green-Amp ........................................................................................................ 69 Hình 2.14. Mô hình nước ngầm hai vùng ............................................................................................... 70 Hình 2.15. Ví dụ về sự thể hiện các đối tượng vật lý dùng để mô hình hóa một hệ thống tiêu .......... 76 Hình 2.16. Sơ đồ hệ thống tiêu nghiên cứu và bố trí các công trình tiêu chủ yếu ................................ 83 Hình 2.17. Mô hình mưa giờ thiết kế dạng 1 - trạm Hà Đông .............................................................. 84 Hình 2.18. Mô hình mưa giờ thiết kế dạng 1 - trạm Hà Nội .................................................................. 84 Hình 2.19. Mô hình mưa giờ thiết kế dạng 2 (dạng tam giác) - trạm Hà Đông ................................... 86 Hình 2.20. Mô hình mưa giờ thiết kế dạng 2 (dạng tam giác) - trạm Hà Nội ...................................... 86 Hình 2.21. Vẽ sơ đồ mạng lưới thoát nước và phân chia tiểu lưu vực trên bản CAD 87 Hình 2.22. Minh họa hệ thống tiêu thoát nước được sơ đồ hoá dưới dạng ảnh 89 Hình 2.23. Hệ thống tiêu của toàn bộ lưu vực nghiên cứu mô phỏng trên SWMM ............................ 91 Hình 2.24. Một phần bản đồ làm việc SWMM trên nền ảnh hệ thống khu vực gấn TB Liên Mạc .. 92 Hình 2.25. Đồ thị lượng mưa của trận mưa 24÷28/5/2016 đưa vào trong mô hình ............................ 94 Hình 2.26. Biểu đồ so sánh đường mực nước tính toán theo mô hình và theo thực đo trên kênh chính Yên Sở tại vị trí đập tràn C trong đợt tiêu từ ngày 24÷28/5/2016 ........................... 94 Hình 2.27. Đồ thị lượng mưa của trận mưa 22÷26/5/2012 đưa vào trong mô hình ............................ 95 Hình 2.28. Biểu đồ so sánh đường mực nước tính toán theo mô hình và theo thực đo trên kênh chính Yên Sở tại vị trí đập tràn C trong đợt tiêu từ ngày 22÷26/5/2012 ........................... 95 Hình 2.29. Đồ thị lượng mưa của trận mưa 17÷21/8/2012 đưa vào trong mô hình ............................ 96 Hình 2.30. Biểu đồ so sánh đường mực nước tính toán theo mô hình và theo thực đo trên kênh chính Yên Sở tại vị trí đập tràn C trong đợt tiêu từ 17÷21/8/2012 .................................... 96 Hình 3.1. Lưới quét trong không gian hai chiều (f, Q) ........................................................................... 113 Hình 3.2. Quan hệ ZmaxHĐ~Q với các mức diện tích hồ f khác nhau - Lưu vực Tây Hà Nội .............. 123 Hình 3.3. Quan hệ QTB~Fhồ thỏa mãn ràng buộc ZmaxHĐ(Q, F)=4,5 - LV Tây Hà Nội ........................ 123 viii
Hình 3.4. Quan hệ ZmaxHĐ~Q với các mức diện tích hồ f khác nhau - Lưu vực Hiền Giang .............. 124 Hình 3.5. Quan QTB~Fhồ thỏa mãn ràng buộc ZmaxHG(Q, F)=3,6 - LV Hiền Giang ............................. 124 Hình 3.6. Quan hệ ZmaxHĐ~Q với các mức diện tích hồ f khác nhau - Lưu vực Đông Mỹ ................. 125 Hình 3.7. Quan hệ QTB~Fhồ thỏa mãn ràng buộc ZmaxĐM(Q, F)=3,9 - LV Đông Mỹ .......................... 125 Hình 3.8. Đồ thị quan hệ giữa phí xây dựng trạm bơm và lưu lượng trạm CTB~Q .............................. 127 Hình 3.9. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - Lưu vực Tây Hà Nội ................ 130 Hình 3.10. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - Lưu vực Hiền Giang .............. 131 Hình 3.11. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - Lưu vực Đông Mỹ ................. 132 Hình 3.12. Mực nước tại Yên Sở ZYS và tại Hiền Giang ZHG khi hai TB hỗ nhau .............................. 144 Hình 3.13. Đường quá trình lưu lượng qua cống Thanh Liệt trong trường hợp (b), TB Hiền Giang hỗ trợ TB Yên Sở .................................................................................................................. 144 Hình PL3.1. Mực nước tại Hà Đông QTHN=380m3/s (q=19,71); FTHN=192,76ha (f=1,00%) ............. 161 Hình PL3.2. Mực nước tại Liên Mạc - QTHN=380m3/s (q=19,71); FTHN=192,76ha (f=1,00%) .......... 162 Hình PL3.3. Mực nước tại Yên Sở - QYS=90m3/s (q=11,93); FYS=299,75ha (f=3,97%) .................... 162 Hình PL3.4. Mực nước tại Đông Mỹ - QĐM=35m3/s (q=15,7); FĐM=14,0 ha (f=0,62%) ................... 162 Hình PL3.5. Mực nước tại Hiền Giang - QHG=108m3/s (q=15,14); FHG=71,26ha (f=1,00%) ............ 163 Hình PL3.6. Mực nước trên sông Nhuệ lúc 16 giờ mô phỏng .............................................................. 163 Hình PL3.7. Mực nước trên sông La Khê lúc 16 giờ mô phỏng ........................................................... 163 Hình PL3.8. Mực nước trên sông Tô Lịch lúc 16 giờ mô phỏng .......................................................... 164 Hình PL3.9. Mực nước trên sông Lừ lúc 16 giờ mô phỏng .................................................................. 164 Hình PL3.10. Mực nước trên sông Sét lúc 16 giờ mô phỏng ................................................................ 164 Hình PL3.11. Mực nước trên sông Kim Ngưu lúc 15 giờ mô phỏng ................................................... 165 Hình PL3.12. Mực nước trên sông Om lúc 16 giờ mô phỏng ............................................................... 165 Hình PL3.13. Mực nước trên sông Đăm lúc 16 giờ mô phỏng ............................................................. 165 Hình PL3.14. Mực nước trên sông Cầu Ngà lúc 16 giờ mô phỏng ...................................................... 166 Hình PL3.15. Mực nước trên kênh Liên Hồng - Yên Thái lúc 16 giờ mô phỏng ................................ 166 Hình PL3.16. Mực nước trên kênh Đông La lúc 16 giờ mô phỏng ...................................................... 166 Hình PL3.17. MN trên tuyến cống từ đường H.Q. Việt - kênh Phú Đô lúc 13 giờ mô phỏng ........... 167 Hình PL3.18. MN trên tuyến cống từ đường Nghĩa Tân - Đồng Bông lúc 13 giờ mô phỏng ............ 167 Hình PL3.19. Mực nước tại Hà Đông (Kiểm tra với mưa dạng 2) - QTHN=380m3/s (q=19,71); FTHN=192,76ha (f=1,00%) .................................................................................................... 167 Hình PL3.20. Mực nước tại Yên Sở (Kiểm tra với mưa dạng 2) - QYS=90m3/s (q=11,93); FYS=299,75ha (f=3,97%) ...................................................................................................... 168 Hình PL3.21. Mực nước tại Đông Mỹ (Kiểm tra với mưa dạng 2) - QĐM=35m3/s (q=15,7); FĐM=14,0 ha (f=0,62%) ........................................................................................................ 168 Hình PL3.22. Mực nước tại Hiền Giang (Kiểm tra với mưa dạng 2) - QHG=108m3/s (q=15,14); FHG=71,26ha (f=1,00%) ........................................................................................................ 168 ix
MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Với tổng diện tích tự nhiên 3.344,6 km2, dân số trên 6,5 triệu người, không chỉ là Thủ đô có quy mô lớn thứ 17 trên thế giới mà còn là địa phương đứng đầu cả nước về diện tích tự nhiên, đứng thứ hai về diện tích đô thị và thứ hai về dân số sau TP Hồ Chí Minh. Hà Nội còn là một trung tâm chính trị, kinh tế và văn hoá lớn của cả nước. Trong những năm gần đây cùng với TP Hồ Chí Minh, Hà Nội là một điểm rất nóng của cả nước về tình trạng úng ngập. Hàng năm cứ vào mùa mưa, không chỉ khu vực nội thành mà rất nhiều khu vực ngoại thành đều bị úng ngập với mức độ lớn mà điển hình nhất là trận mưa úng xảy ra vào những ngày cuối tháng 10 đầu tháng 11 năm 2008 đã làm hầu hết các khu vực của TP Hà Nội và các vùng lân cận bị ngập sâu nhiều ngày liền. Úng ngập ở Hà Nội không chỉ có tác động tiêu cực đến mọi mặt của đời sống kinh tế - xã hội mà còn ảnh hưởng xấu đến hình ảnh của một thủ đô đang trong quá trình phát triển để hướng tới một đô thị văn minh, hiện đại. Trong nhiều năm qua trên địa bàn Hà Nội đã có nhiều dự án quy hoạch tiêu nước được nghiên cứu, nhiều công trình tiêu được đầu tư xây dựng nhưng tình trạng úng ngập vẫn chưa cải thiện nhiều. Trong rất nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng nói trên, có nguyên nhân quan trọng là chưa có những cơ sở khoa học thực sự xác đáng để đề xuất giải pháp tiêu nước và quy mô công trình tiêu phù hợp với các điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội của khu vực. Vì những lý do trên, việc tìm giải pháp tiêu nước hợp lý và có hiệu quả cho thành phố Hà Nội nói chung và của đô thị trung tâm Hà Nội nói riêng đang là mối quan tâm lớn của các cấp, các ngành, các nhà chuyên môn và toàn thể nhân dân Thủ đô, và đó cũng là lý do để hình thành đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu nước và quy mô công trình tiêu trên địa bàn thành phố Hà Nội” trong đề tài nghiên cứu ở Luận án này. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xây dựng được cơ sở khoa học về đề xuất giải pháp tiêu nước, xác định quy mô công trình tiêu nước chủ yếu phù hợp với điều kiện tự nhiên và quá trình phát triển kinh tế - xã hội của TP Hà Nội trong tình hình đang mở rộng đất đô thị. III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống tiêu thoát nước mưa đô thị và các giải pháp tiêu nước của hệ thống đó. - Về phạm vi đối tượng, các nghiên cứu của đề tài được giới hạn tập trung vào các công trình tiêu nước chủ yếu (trạm bơm đầu mối, hồ điều hòa, các trục tiêu chính, các công trình điều tiết chính) trong hệ thống tiêu thoát nước. Các đối tượng khác (mạng 1
lưới thoát nước tiểu khu, mạng lưới thoát nước đường phố hoặc khu vực, các hồ nhỏ...) được đưa vào hệ thống như là các thông số đầu vào đã biết. - Về phạm vi không gian, các nghiên cứu được giới hạn ở vùng tiêu đô thị trung tâm của thành phố Hà Nội. IV. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nội dung nghiên cứu Luận án sẽ đi sâu nghiên cứu cơ sở khoa học các vấn đề chính sau đây: 1) Đánh giá các nghiên cứu về thoát nước đô thị TP Hà Nội. 2) Xây dựng bài toán tối ưu hóa các thông số kỹ thuật cơ bản của các công trình tiêu nước chủ yếu. 3) Mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước đô thị trung tâm của TP Hà Nội và tiến hành các phân tích thủy lực - thủy văn của hệ thống đã được mô phỏng với các lời giải khác nhau của toán tối ưu hóa được lập. 4) Đề xuất giải pháp kỹ thuật, cải tiến bố trí một số công trình tiêu nước chủ yếu. 2. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện mục tiêu và nội dung nghiên cứu đề ra, đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: 1) Phương pháp kế thừa Tiếp thu và sử dụng có chọn lọc kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước về những vấn đề liên quan đến đề tài vào trường hợp cụ thể của TP Hà Nội. 2) Phương pháp điều tra thu thập và phân tích tổng hợp Điều tra, thu thập, phân tích, đánh giá và tổng hợp các tài liệu để từ đó xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho công việc nghiên cứu. 3) Phương pháp thống kê xác suất Dùng để tính toán xác định các đặc trưng khí tượng, thủy văn thiết kế phục vụ nghiên cứu đề tài. 4) Phương pháp phân tích hệ thống Phân tích hệ thống tiêu thoát nước một cách đồng bộ nhất tới mức có thể. Hệ thống sẽ bao gồm các phần tử thủy lực và mối liên hệ chúng, đồng thời xét mối liên hệ của hệ thống với môi trường bên ngoài thông qua các điều kiện biên. 5) Phương pháp phân tích tối ưu Phương pháp này được sử dụng để xác định quy mô và thông số cơ bản của các 2
công trình tiêu nước trong vùng nghiên cứu với việc xây dựng bài toán tối ưu, bao gồm các công việc: lập hàm mục tiêu, xác định các thông số điều khiển, lựa chọn phương pháp giải và tìm lời giải tối ưu. 6) Phương pháp mô hình toán thủy văn - thủy lực Phương pháp này được sử dụng để phục vụ tính toán xác định các công trình tiêu nước phù hợp, kiểm tra các ràng buộc của các thông số cơ bản của hệ thống tiêu thoát nước về đảm bảo khống chế úng ngập. Trong nghiên cứu sẽ phân tích một số mô hình toán thủy văn - thủy lực chuyên dụng và lựa chọn mô hình phù hợp để áp dụng. V. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU Ý nghĩa khoa học: Luận án cung cấp phương pháp luận khoa học đáng tin cậy về việc áp dụng bài toán tối ưu hóa với sự trợ giúp của mô hình SWMM trong tính toán tiêu thoát nước cho các khu đô thị trong quá trình phát triển. Ý nghĩa thực tiễn: Qua nghiên cứu này, đã đề xuất được giải pháp tiêu nước, bố trí các công trình tiêu chính chính của hệ thống tiêu thoát nước trên địa bàn thành phố Hà Nội cùng với quy mô và các thông số cơ bản của các công trình đó. Kết quả nghiên cứu có thể được tham khảo trong các công tác: lập quy hoạch chi tiết, thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống tiêu thoát nước đô thị trung tâm TP Hà Nội và các khu vực khác có điều kiện tương tự. VI. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 1) Xây dựng và giải thành công bài toán tối ưu hóa quy mô của công trình tiêu nước trong hệ thống tiêu thoát nước, trong đó có các trạm bơm đầu mối và các hồ điều hòa nước mưa, với sự trợ giúp của mô hình SWMM. 2) Mô hình hóa toàn bộ hệ thống tiêu thoát nước của đô thị trung tâm mới của TP Hà Nội một cách đồng bộ từ các tiểu lưu vực (các khu phố, các ô đất nông nghiệp) đến toàn bộ vùng nghiên cứu rộng lớn, từ mạng lưới thoát nước đường phố hoặc mạng kênh cấp dưới đến công trình đầu mối, bao gồm hầu hết các loại đối tượng của hệ thống cùng các thuộc tính của chúng một cách khá đầy đủ và chi tiết. Từ đó, mô hình có khả năng biểu diễn gần sát với bản chất vật lý của các quá trình hoạt động của hệ thống. Mô hình này có thể được áp dụng cho các công việc khác như công tác điều hành, vận hành và duy tu hệ thống tiêu thoát nước. 3) Đề xuất bố trí các công trình chính của hệ thống tiêu thoát nước của đô thị trung tâm TP Hà Nội, bao gồm: các trạm bơm, các hồ điều hoà, các kênh trục, các cống điều tiết chính... và các thông số cơ bản của các công trình đó. Đặc biệt, đề xuất bố trí trạm bơm tiêu đầu mối Hiền Giang tại vị trí cuối lưu vực nơi Sông Nhuệ cắt đường VĐ4 để hoàn thiện việc tạo thành một vùng tiêu độc lập, chủ động tiêu nước cho một vùng có 3
mức ưu tiên chống ngập cao của Thủ đô. Đồng thời, đưa ra biện pháp phối hợp làm việc giữa các trạm bơm đầu mối (Yên Sở, Yên Nghĩa, Liên Mạc, Yên Thái, Đào Nguyên, Nam Thăng Long, Đông Mỹ, Hiền Giang) nhằm tăng hiệu quả chống úng cũng như giảm thiểu quy mô thiết kế công trình. 4
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU 1.1. GIỚI THIỆU VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1.1. Vị trí địa lý Hà Nội nằm về phía Tây Bắc của trung tâm vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, có vị trí từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông, tiếp giáp với các tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía Bắc, Hà Nam, Hòa Bình phía Nam, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên ở phía Đông, Hòa Bình và Phú Thọ ở phía Tây. Sau khi mở rộng địa giới hành chính vào tháng 8 năm 2008, thành phố có diện tích 3.325 km2, nằm ở cả hai bên bờ sông Hồng, nhưng tập trung chủ yếu bên hữu ngạn. Lưu vực của hệ thống tiêu thoát nước đô thị trung tâm TP Hà Nội ở nghiên cứu này được giới hạn trong phạm vi đường VĐ4 và đê hữu sông Hồng (Hình 1.1. ) với các giới hạn: - Phía bắc, đông bắc và đông được giới hạn bởi đê hữu sông Hồng; - Phía tây được giới hạn bởi đê tả sông Đáy; - Phía nam và tây nam được giới hạn bởi đường Vành Đai 4. Tổng diện tích lưu vực tiêu này là 37.050 ha, hoàn toàn nằm trong ranh giới đô thị trung tâm TP Hà Nội phần phía nam sông Hồng theo Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 (Hình 1.2. ). 1.1.2. Điều kiện tự nhiên 1. Khí hậu, khí tượng Khu vực nghiên cứu nằm giữa vùng đồng bằng Bắc Bộ nên mang các đặc điểm điển hình của khí hậu vùng đồng bằng. Đó là kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh, cuối mùa ẩm ướt với hiện tượng mưa phùn, mùa hạ nóng và nhiều mưa. a. Nhiệt độ Khu vực Hà Nội có nhiệt độ trung bình năm khoảng 23oC÷24oC. Hàng năm có 3 tháng (XII÷II) nhiệt độ trung bình giảm xuống dưới 20oC. Tháng I lạnh nhất, có nhiệt độ trung bình khoảng 16oC. Mùa hè gồm 5 tháng (V÷IX) nhiệt độ trung bình trên 25oC. Tháng VII nóng nhất, có nhiệt độ trung bình trên dưới 29oC. Bảng 1.1. Nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (0C) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Hà Nội 16,2 18,1 20,1 23,8 27,2 28,6 28,9 28,2 27,2 24,5 21,3 18,1 Hà Đông 17,0 19,3 22,1 25,4 27,0 27,0 27,9 27,9 26,8 24,5 20,8 19,3 Nguồn: [1] 5
Vị trí lưu vực nghiên cứu trên bản đồ TP Hà Nội b. Độ ẩm Độ ẩm tương đối trung bình năm khoảng 83÷85%. Ba tháng mùa xuân là thời kỳ ẩm ướt nhất, độ ẩm trung bình tháng đạt 88÷90% hoặc cao hơn. Các tháng cuối mùa thu và đầu mùa đông là thời kỳ khô hanh nhất. Độ ẩm trung bình tháng có thể xuống dưới 80%. Độ ẩm cao nhất có ngày đạt tới 98% và thấp nhất có thể xuống tới 64%. Bảng 1.2. Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (%) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Hà Nội 82 85 88 88 84 84 85 87 86 83 81 82 Hà Đông 78 83 820 83 85 790 810 820 800 810 800 81 Nguồn: [1] 6
c. Bốc hơi Lượng bốc hơi bình quân năm ở vùng này đạt khoảng 1.000 mm. Các tháng đầu mùa mưa (V, VI, VII) lại là các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm. Lượng bốc hơi bình quân tháng V đạt trên 100 mm. Các tháng mùa Xuân (II÷IV) có lượng bốc hơi nhỏ nhất là những tháng có nhiều mưa phùn và độ ẩm tương đối cao. Bảng 1.3. Lượng bốc hơi trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (mm) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Hà Nội 78,7 62,4 57,4 66,8 101,9 99,4 99,9 84,8 81,5 96,6 89,4 83,2 1.002 Hà Đông 64,3 56,9 68,2 78,5 63,6 63,9 91,4 79,1 79,9 72,8 66,9 56,0 841,5 Nguồn: [1] Thông qua phân tích tần suất, lượng mưa ngày đặc trưng (1, 3, 5, 7 ngày lớn nhất) được trình bày như bảng dưới đây. Bảng 1.4. Lượng mưa 1, 3, 5, 7 ngày lớn nhất (đơn vị: mm) Tần suất 5% Tần suất 10% Trạm 1 ngmax 3 ngmax 5 ngmax 7 ngmax 1 ngmax 3 ngmax 5 ngmax 7 ngmax Láng 251,83 387,67 434,31 478,65 218,09 338,14 377,28 415,79 Hà Đông 252,69 386,55 435,68 476,17 220,46 337,38 379,17 416,06 Liên Mạc 244,19 386,6 447,2 489,81 212,81 336,92 389,73 426,87 Nguồn: [1] 2. Thuỷ văn, sông ngòi a. Sông Hồng Sông Hồng có tổng diện tích lưu vực 155.000 km² với phần lưu vực trong lãnh thổ Việt Nam là 72.800 km². Sông dài 1.126 km, trong đó đoạn qua Hà Nội dài xấp xỉ 90 km. Lưu lượng trung bình nhiều năm thời đoạn 1956−1985 tại Sơn Tây đạt khoảng 3.560 m³/s và Hà Nội 2.710 m³/s. Sông này một nơi nhận nước tiêu lớn của vùng. Mùa kiệt dài 7 tháng (XI÷V), lưu lượng sông giảm nhiều và mực nước xuống thấp, nhất là trong các tháng II, III, IV. Tại trạm Hà Nội mực nước thấp nhất xảy ra trước khi có hồ Hòa Bình là 1,73 m (1956), lưu lượng thấp ngày 09/5/1960 chỉ có 350 m³/s. Gần đây, mực nước có lúc thấp tới 0,10 m (22/02/2010), 0,24 m (25/02/2015) do sự hạn chế phát điện, có thể bao gồm cả nguyên nhân về biến đổi khí hậu và khai thác cát ở đáy sông. Mùa lũ dài 5 tháng (VI÷X); đỉnh lũ thường xuất hiện vào các tháng VII và VIII. Lưu lượng trung bình các tháng mùa lũ đạt tới 8.000÷10.000 m³/s. Trận lũ lịch sử năm 1971 với giá trị thực đo chưa hoàn nguyên do vỡ đê, tràn đê và phân chậm lũ của đỉnh lũ đo ngày 20/8/1971 là Hmax=14,43 m, Qmax=25.000 m³/s. Các bảng dưới đây là những số liệu mực nước đặc trưng của sông Hồng. 7
Bảng 1.5. Các mực nước lớn nhất sông Hồng tại trạm Hà Nội (m) Tần suất 1% 5% 10% 20% Hmax 13,82 12,89 12,43 11,91 H1ngày max 12,78 12,33 12,07 11,74 H3ngày max 12,54 12,11 11,87 11,54 H5ngày max 12,21 11,83 11,60 11,30 Nguồn: [1] Bảng 1.6. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Liên Mạc (m) Tần suất 1% 5% 10% 20% Hmax 14,57 13,64 13,18 12,66 H1ngày max 13,53 13,08 12,82 12,49 H3ngày max 13,29 12,86 12,62 12,29 H5ngày max 12,96 12,58 12,35 12,05 Nguồn: [1] Bảng 1.7. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Nam Thăng Long (m) Tần suất 1% 5% 10% 20% Hmax 14,42 13,49 13,03 12,51 H1ngày max 13,38 12,93 12,67 12,34 H3ngày max 13,14 12,71 12,47 12,14 H5ngày max 12,81 12,43 12,20 11,90 Nguồn: [1] Bảng 1.8. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Yên Sở (m) Tần suất 1% 5% 10% 20% Hmax 12,99 12,06 11,60 11,08 H1ngày max 11,95 11,50 11,24 10,91 H3ngày max 11,71 11,28 11,04 10,71 H5ngày max 11,38 11,00 10,77 10,47 Nguồn: [1] Bảng 1.9. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Đông Mỹ (m) Tần suất 1% 5% 10% 20% Hmax 12,84 11,91 11,45 10,93 H1ngày max 11,80 11,35 11,09 10,76 H3ngày max 11,56 11,13 10,89 10,56 H5ngày max 11,23 10,85 10,62 10,32 Nguồn: [1] 8
b. Sông Đáy Sông Đáy dài khoảng 240 km, bắt nguồn từ đập Đáy tại địa phận huyện Đan Phượng. Trong trường hợp khẩn cấp sông Đáy được nối với sông Hồng qua đập Đáy để phân lũ. Trước khi có đập Đáy nước lũ sông Hồng phân sang sông Đáy lớn nhất là trận lũ tháng 8/1932 với lưu lượng 2.850 m³/s, tương đương với mực nước tại Hà Nội 11,90 m. Kể từ năm 1937, khi đập Đáy được xây dựng cho đến lúc hòa bình lập lại, đập Đáy mới chỉ vận hành 3 lần (1940, 1945 và 1947). Nếu đập Đáy không làm việc thì mực nước và lưu lượng trong sông Đáy đoạn từ Tân Lang trở lên chỉ phụ thuộc vào lượng mưa nội bộ lưu vực. Hiện trạng sông Đáy như sau: Đoạn từ Tân Lang đến Ninh Bình, chế độ thủy lực sông Đáy còn chịu ảnh hưởng của thủy triều và sông Hồng qua sông Đào Nam Định. Đoạn sông Đáy từ đập Đáy đến Mai Lĩnh dài 32 km, chiều rộng đoạn sông giữa 2 đê trên dưới 3.000 m; lòng dẫn chủ yếu của sông là dòng chảy tràn giữa 2 đê. Đoạn từ Mai Lĩnh đến Ba Thá dài 27 km, khoảng cách hai nơi rộng nhất là 4.000 m, hẹp nhất là 700 m; lòng sông hẹp, tác dụng dẫn lũ trên bãi sông là chủ yếu. Đoạn từ Ba Thá đến Tân Lang dài 51 km lòng sông rộng hơn nhưng ít bãi. Khoảng cách giữa hai đê thay đổi từ 1.500 m (tại Phù Lưu) đến 300 m (ở Bột Xuyên); tác dụng dẫn lũ chủ yếu là trong lòng sông, nhưng lòng sông tại đây hẹp, thoát lũ kém. Đoạn từ Tân Lang đến Phủ Lý dài 13 km, lòng sông tuy rộng và sâu hơn, song khả năng thoát lũ cũng bị hạn chế do ảnh hưởng của đoạn sông phía trên bị co hẹp. Theo số liệu thống kê, trong nhiều năm gần đây mực nước tại các cửa tiêu chính của hệ thống trên sông Đáy đều tăng cao đáng kể, hạn chế khả năng tiêu tự chảy. Bảng 1.10. Mực nước lớn nhất thiết kế sông Đáy (m) Tần suất 1% 5% 10% 20% La Khê 7,71 7,17 6,62 6,20 Yên Thái 7,92 7,37 6,82 6,40 Đào Nguyên 7,81 7,27 6,72 6,30 Vân Đình 7,21 6,18 5,67 5,11 Lương Cổ 5,30 4,60 4,26 3,88 Nguồn: [1] c. Sông Nhuệ Sông Nhuệ dài 74 km nối sông Hồng (qua cống Liên Mạc), với sông Đáy (qua cống Lương Cổ), là trục chính tưới tiêu kết hợp. Về mùa lũ, cống Lương Cổ luôn luôn mở và chỉ đóng lại khi có phân lũ qua đập Đáy. Như vậy, trong quá trình tiêu úng, mực nước sông Nhuệ và các sông nhánh trong hệ thống chịu ảnh hưởng trực tiếp của lũ sông Đáy. 9